《科学》重要成果：蛋白相互作用研究新进展

来自美国宾夕法尼亚州大学医学院的研究人员发现，神经细胞中运送化学“货物”的蛋白质灾接触tau蛋白时的反应有所不同。已经知道tau蛋白在阿尔茨海默症（早老型痴呆症）中起到重要作用。

　　

生物通报道：来自美国宾夕法尼亚州大学医学院的研究人员发现，神经细胞中运送化学“货物”的蛋白质在接触tau蛋白时的反应有所不同。已经知道tau蛋白在阿尔茨海默症（早老型痴呆症）中起到重要作用。

 

动力蛋白（Dynein）和驱动蛋白（kinesin）将细胞“货物”向着微管的两端运送。研究组发现，Tau蛋白与微管表面结合并充当一种速度“控制器”来调节蛋白质的运输。Erika Holzbaur教授实验室的一名博士后解释说，tau蛋白是一个非常智能化的速度控制器，它能够以不同的程度阻止不同的马达蛋白质。

 

这项新的研究发现揭示出了一种调节营养物、信号分子和废物蛋白沿着神经轴突运送的调节机制。像阿尔茨海默症这类神经退化疾病就发生在这个运送系统发生错误时。

 

动力蛋白和驱动蛋白进行的运送时为轴突和突触持续提供新蛋白质来维持正常细胞功能所必须的，并且也是移除旧的、错误折叠或聚集的降解蛋白质所必须的。这种运送是从神经细胞突触将其他蛋白质转移回细胞体所必须得，而这个过程又是维持健康的神经元所必须的。

 

在神经元中，微管存在大量的tau蛋白质。动力蛋白和驱动蛋白沿着微管运动时会遇到tau蛋白。宾州的这个研究组发现向细胞内部运送“货物”的动力蛋白能够在tau周围移动。而向细胞外运送货物的驱动蛋白在遇到tau蛋白时会离开。这些发现发表在1月17日的《科学》杂志的提前版上。

 

动力蛋白和驱动蛋白在遇到tau时的不同运动使细胞能够在需要的地方卸下货物。研究组利用沿着一个有tau蛋白的微管运动的单分子来确定tau蛋白对动力蛋白和驱动蛋白运动的影响。

 

图：tau蛋白对动力蛋白和驱动蛋白的不同调节。

 

分子马达（如动力蛋白和驱动蛋白）的突变能导致神经元的降解。这些突变能够降低动力蛋白和驱动蛋白的效能。这个问题能够造成细胞中错误折叠蛋白质的累积，进而可能导致神经元的退化。

 

研究人员指出，研究运送缺陷于神经退化疾病的联系越来越受关注，已经证实阿尔茨海默症中，tau蛋白在微管中的分布情况发生了变化。

 

阿尔茨海默症（老年痴呆症）是一种以进行性认知障碍和记忆力损害为主的中枢神经系统退行性疾病，患者初期出现记忆力和思维能力减退，不久就会不易辨认方向，语言表达困难，无法辨认亲人，最后丧失生活自理能力，给家庭和社会带来沉重负担。

 

科学界以往的研究表明，β淀粉样蛋白（一种错误折叠的蛋白质）是导致人类罹患阿尔茨海默症的“罪魁祸首”。神经细胞异常产生的大量β淀粉样蛋白，不仅会在大脑中沉淀形成老年斑，而且会引起大脑神经纤维丝缠结和神经细胞死亡等病理变化，从而导致阿尔茨海默症。因此，研究β淀粉样蛋白是如何产生的，将有助于预防和治疗阿尔茨海默症。

 

2006年，11月19日，国际著名学术期刊《自然·医学》网络版在线发表了我国科学家关于β淀粉样蛋白产生过程新机制的最新研究成果。中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所裴钢院士研究组经多年研究后发现，β2-肾上腺素受体被激活后，增强γ-分泌酶的活性，进而能够增加导致阿尔茨海默症的β淀粉样蛋白的产生。这项发现揭示了阿尔茨海默症致病的新机制，并且提示β2-肾上腺素受体有可能成为研发阿尔茨海默症的治疗药物的新靶点。（生物通雪花）